Конспект урока по химии 10 класс Формирование органической химии как науки. Основные положения теории строения органических соединений А.М.Бутлерова.

Урок № 2

Тема: Формирование органической химии как науки. Основные положения теории строения органических соединений А.М.Бутлерова.

Цель: Познакомить учащихся с предпосылками возникновения теории строения органических веществ, основными положениями теории А.М.Бутлерова

Задачи:

Образовательные:

o    формировать понятия о сущности теории химического строения органических веществ, опираясь на знания учащихся об электронном строении атомов элементов, их положении в Периодической системе  Д.И. Менделеева, о степени окисления, природе химической связи и о других главнейших теоретических положениях:

§  последовательность расположения атомов углерода в цепи,

§  взаимное влияние атомов  в молекуле,

§  зависимость свойств  органических веществ от структуры молекул;

Развивающие:

o    развивать мыслительные приемы анализа, сравнения, обобщения;

o    развивать абстрактное мышление;

o    тренировать внимание учащихся при восприятии большого по объему материала;

o    вырабатывать умения анализировать информацию и выделять наиболее важный материал.

Воспитательные:

o    с целью патриотического и интернационального воспитания привести учащимся исторические сведения о жизни и деятельности ученых.

Тип урока: изучение нового материала.

Метод и приемы каждого этапа занятия: проблемные, поисковые, самостоятельная работа учащихся.

Средства: интерактивная доска, учебник

ХОД УРОКА

1.     Организационный момент.

2.     Мотивация к изучению нового материала.

Сегодня мы начинаем изучать органические вещества, общая численность которых в настоящее время составляет более 27 млн веществ, причем каждый год их число увеличивается на 200 – 300 тысяч новых соединений.

    Общее число неорганических соединений не превышает 700 тысяч.

    Таким образом число органических соединений превышает в десятки раз число неорганических соединений.

   Чем обусловлено такое многообразие  органических веществ? В чем их особенность? Ответы на эти вопросы вы получите при изучении нового раздела химической науки – органической химии

3.     Актуализация знаний.

а) Окислительно – восстановительные реакции.

Al + S =Al₂S₃

Na + Cl₂ = NaCl

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

б) Осуществите генетическую связь:

Na – NaOH- Na₂SO₄ – BaSO₄

P – P₂O₅ – H₃PO₄- Na₃PO₄- Ag₃PO₄

4.      Изучение нового материала

     Возникновение органической химии как науки можно отнести к началу 19 века, когда в 1807 г известный шведский химик Иенс Яков Берцелиус впервые ввел понятия «органическая химия» и «органические вещества».

Происхождение названия «органические вещества» - это вещества, которые в природе встречаются почти всегда в организмах животных или растениях, или же являются продуктами распада живых организмов.

    Органические вещества отличаются от неорганических тем, что в их состав обязательно входит углерод, такие вещества и изучает органическая химия.

Органическая химия – это химия соединений углерода.

            С давних времен возникло естественное разделение всех веществ на неорганические (минеральные, неживые)  и органические, то есть получаемые из живых организмов – растений, животных.

             Позже это понятие расширилось, и в настоящее время  к органическим веществам относят и такие, которые не имеют никакого отношения к живым организмам, например, полимеры, пластмассы, искусственные волокна и другие.  Синтезированы вещества, которых нет вообще в природе, они получены искусственно.

            Но главный критерий всегда остается – наличие в соединении хотя бы одного атома углерода.

В состав органических веществ помимо углерода входят и другие атомы – С, Н, О, S, N.

    Основные элементы  в органических соединениях – это углерод и водород. Поэтому при их горении всегда образуются СО₂ и Н₂О

Значение и роль органической химии в современной жизни:

   В современной жизни органическая химия играет огромную роль, настолько, что трудно представить жизнь современного человека без ее достижений. Человек окружен органическими веществами на протяжении всей жизни, начиная с продуктов питания, одежды, обуви, синтетических материалов, полимеров, энергоносителей, лекарственных препаратов, множества синтетических моющих средств, различных красок, лаков, красителей. Можете ли вы представить свою жизнь без всего этого?

Органическая химия как наука зародилась к началу XIX века, когда были синтезированы первые органические вещества:

1824 г. – Вёлер синтезирует щавелевую кислоту,

1854 г. – Бертло синтезирует жиры,

1861г. – Бутлеров синтезирует один из углеводов.

Положение в органической химии к 1861 году.

Химики-органики не могли объяснить, почему:

• в органических соединениях углерод проявляет разную валентность - CH₄ (IV);   C₂H₆ (III);    C₆H₆ (I)
• существуют вещества с разными свойствами, но с одинаковым составом молекулы – формуле C₆H₁₂O₆ соответствует состав глюкозы и фруктозы.
• органических веществ около 25  млн., а неорганических не достигает и 1 млн.

5. 1861 год А. М. Бутлеров – теория химического строения органических соединений

• Атомы в молекулах соединены друг с другом в определённом порядке, согласно их валентностям (C(IV), O(II), S(II), N(III)),

• Порядок соединения атомов – химическое строение.
• Свойства веществ зависят не только от их качественного и количественного состава, но и от химического строения
• Явление существования веществ с одинаковым качественным и количественным составом, но разным химическим строением, называется изомерией, а вещества изомерами.
• Атомы и группы атомов в молекуле взаимно влияют друг на друга.

Значение теории – предсказание свойств по строению, возможность систематизации соединений, предсказание и синтез новых соединений.

Эта теория имеет для органической химии такое же большое значение, как для неорганической химии периодический закон Д.И.Менделеева.

Для того, чтобы нам познакомиться с теорией А.М.Бутлерова мы должны изучить некоторые новые понятия.

1)              Химическое строение вещества – это определенный порядок , последовательность соединения атомов в молекуле.

2)              Атомы в молекулы соединяются согласно их валентности.

ВАЛЕНТНОСТЬ – способность атомов химических элементов образовывать определенное число химических связей. Валентность определяется числом химических связей, которые образует данный атом с другими атомами в молекуле.

Н – CI – в молекуле хлороводорода одна ковалентная полярная связь, Н соединен одной связью с хлором, поэтому он одновалентен .Водород всегда имеет валентность 1.Хлор в данном случае также соединен одной химической связью с атомом водорода

Н – О

 Н – О – Р       О              Н₃РО₄

 Н – О

Н – О – О – Н               Н₂О₂

одновалентен.

Работа с учебником  - стр. 152 – старый учебник.

Что такое одна связь?

Н – О

 Н – О – Р       О              Н₃РО₄

 Н – О

Исходя из приведенной структурной формулы фосфорной кислоты определите валентности элементов: Н, Р, О.

 Сосчитав число черточек (химических связей), исходящих от каждого элемента.

Валентность и степень окисления элемента не всегда численно совпадают.

Н – О – О – Н               Н₂О₂

Степень окисления кислорода в пероксиде водорода равна -1. Постоянную валентность имеют:

Н – одновалентен

О – двухвалентен

С – в органических соединениях – четырехвалентен

- Почему углерод может образовывать четыре химических связи? Вспомните строение атома углерода.

Структурные формулы органических веществ.           

 Химическое строение вещества – это определенный порядок, последовательность соединения атомов в молекуле согласно их валентности.

- Какую валентность имеет углерод в органических соединениях?

   Атомы углерода способны соединяться друг с другом в цепи разной длинны.  Этот порядок отображается с помощью структурных формул, в которых валентности атомов обозначаются черточками: каждая черточка соответствует единице валентности атома химического элемента.

    Проверь себя: Запишите структурную формулу этана – С₂Н₆

Многообразие органических соединений объясняется:

• Углеродные атомы соединяются друг с другом одинарными и кратными связями, образуя прямые, разветвлённые, замкнутые цепи.
• Гомология.

• Существование явления изомерии.

5.     Заключение.

1. Что входит в состав всех органических веществ?

а) кислород;
б) водород;
в) углерод;
г) все перечисленные.

2. Ученый, сформулировавший основные положения теории строения веществ:

а) Семенов;
б) Бутлеров;
в) Фредерик;
г) Кекуле.

3. Простейший представитель углеводородов:

а) метаналь;
б) метан;
в) метанол;
г) метановая кислота.

4. Углерод в органических веществах имеет валентность:

а) 1;
б) 2;
в) 3;
г) 4.

5. К органическим веществам не относится:

а) сероуглерод;
б) углеводород;
в) спирт;
г) эфир.

6. Основной тип химической связи в органических веществах:

а) ковалентная неполярная;
б) ковалентная полярная;
в) водородная;
г) донорно-акцепторная.

7. Гомологическая разность:

а) СН₃;
б) СН₄;
в) СН₂;
г) С₂Н₆.

8. Термин “органическая химия” ввел:

а) М.Бертло;
б) Г.Кольбе;
в) А.Бутлеров;
г) И.Берцелиус.

9. Структурные формулы показывают:

а) общее количество атомов в молекуле;
б) количество атомов углерода в молекуле;
в) последовательность соединения атомов в молекуле;
г) расположение атомов в пространстве.

10. Принадлежность к органическим веществам часто можно установить:

а) по выделению СО₂ при их горении;
б) по выпадению осадка при взаимодействии с водой;
в) по цвету;
г) по агрегатному состоянию.

Далее взаимопроверка тестов (учащиеся меняются тетрадями и на основании имеющихся правильных ответов осуществляют проверку тестов друг у друга).

Слайд 6. Ответы:

1 – в 2 – б 3 – б 4 – г 5 – а

6 – б 7 – в 8 – г 9 – в 10 – а

Далее учащиеся используя критерии оценок выставляют друг другу оценки за тест, которые учитель переносит в классный журнал.

6.    Подведение итогов

7.    Рефлексия.

·        На уроке я узнал…

·        Мне понравилось…

·        Не понравилось…

8.     Домашнее задание.